等熵过程

在热力学中，等熵过程是理想化的热力学过程，它既是绝热的又是可逆的。 系统的功传递是无摩擦的，没有热量或物质的净传递。 这种理想化过程在工程中作为实际过程的模型和比较基础很有用。 这个过程是理想化的，因为现实中不会发生可逆过程； 将一个过程视为绝热和可逆过程将表明初始熵和最终熵是相同的，因此，它被称为等熵（熵不变）的原因。 热力学过程是根据它们对系统的影响来命名的。 尽管在现实中不一定可以进行等熵过程，但有些过程可以近似为等熵过程。

等熵这个词可以用另一种方式来解释，因为它的含义可以从它的词源中推导出来。 表示系统熵不变的过程； 如前所述，如果过程既是绝热又是可逆的，则可能会发生这种情况。 然而，这也可能发生在系统中所做的工作包括系统内部摩擦的系统中，并且从系统中提取适量的热量以补偿内部摩擦，从而使熵保持不变。 然而，相对于宇宙，宇宙的熵会因此增加，符合热力学第二定律。

热力学第二定律指出

T surr d S ≥ δ Q ,

其中 δ Q 是系统通过加热获得的能量，T surr 是周围环境的温度，d S 是熵的变化。 等号指的是一个可逆过程，这是一个想象的理想化的理论极限，在物理现实中从未真正发生过，系统和环境的温度基本相等。 对于等熵过程，如果也是可逆的，则没有能量以热的形式传递，因为该过程是绝热的； δQ = 0。相反，如果过程是不可逆的，则系统内部会产生熵； 因此，为了在系统内保持恒定的熵，必须同时将能量作为热量从系统中移除。

对于可逆过程，通过将系统与其周围环境隔热来进行等熵转变。 温度是熵的热力学共轭变量，因此共轭过程将是一个等温过程，其中系统与恒温热浴热连接。

在内部可逆和绝热的过程中，给定质量的熵不会改变。 熵保持不变的过程称为等熵过程，写作 Δ s = 0 或 s 1 = s 2 . 理论上等熵热力学装置的一些例子是泵、气体压缩机、涡轮机、喷嘴和扩散器。